CN113101812A - 一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，属于反渗透技术领域，主要包括设备系统、恒温系统、水质检测系统和PLC自动控制系统。通过PLC自动控制系统对设备进行进水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、进水流量、产水流量、进水电导、产水电导、进水pH值、浓水pH值、产水pH值等数据的自动采集并传输至电脑，自动生成各项动态曲线图谱，通过设备运行数据与PLC控制系统的实时数据联动，可实现膜元件阻垢剂性能效果自动诊断，提高了膜元件阻垢剂动态模拟试验准确性与及时性，有利于筛选出更加匹配的膜元件阻垢剂，填补了膜元件阻垢剂动态模拟自动化运行的行业空白，实用性强。

Description

一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置
技术领域
本发明属于反渗透技术领域，具体涉及一种多功能的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置。
背景技术
因为现代社会比之以前工业水平高度发达，水作为最优质也是最廉价的热传导介质而广泛应用。随着水资源不断的开发应用，导致水资源的不断恶化，这也就导致现有的反渗透系统需要去匹配更加适合使用水质的膜元件阻垢剂。现有的反渗透系统、纳滤系统以及超滤系统统称为反渗透系统。
膜元件阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。目前，膜元件阻垢剂品牌五花八门，质量参差不齐，有些膜元件药剂根本达不到设计的要求，在反渗透系统使用后，经常结垢、停机，严重影响生产。所以，如何在目前型号杂多的膜元件阻垢剂中，筛选出性价比高的、适合水质使用的膜元件阻垢剂，使其能够避免因膜元件阻垢剂不适用而造成反渗透系统结垢或造成膜元件报废，从而影响正常产水，给使用方造成不必要的经济损失以及安全隐患，成为不少反渗透设备使用者比较头疼的问题。基于此，依据现有技术研发出了膜元件阻垢剂动态模拟实验装置。
而常规的膜元件阻垢剂动态模拟实验装置由于耗时长、操作复杂、人力劳作强度大、实验结果偏差大等特性无法满足现有的需求。现有的膜元件阻垢剂动态模拟实验装置具体存在问题如下：
一、运行时间需要15-20天时间，模拟装置在运行过程中需要全程人工操控，装置运行时需要至少两名操作人员、两名化验人员轮班参与共同完成，人力资源消耗大；并且，在运行过程中原水处由于不断地运行，分子运动增快，产生大量的热能，升高原水的温度，常规动态模拟无法进行有效的降温处理，从而影响动态模拟装置运行数据，所以常规膜元件阻垢剂动态模拟装置存在费时费力、数据处理结果不准确、实验准确性低、无法进行温度控制等弊端。
二、通过人工外排产水达到浓缩原水的目的，通常外排产水量不易掌控，排放间隔时间过长或过短、排放量过大或过小都会影响实验结果的准确性。
三、现有设备只具备加温功能，没有降温功能，人工调整设备运行初始的原水温度过低，不能有效解决因长时间运行高压泵发热带来的水温上升的问题进而无法模拟和实际运行工况一致的温度。
四、人工化验水质数据，存在着数据不稳定性的缺点，会严重影响动态模拟实验的及时性与准确性；而且，实验数据需要进行大量人工进行抄录、整合计算，消耗大量的人力资源。
五、运行时需要至少两名操作人员、两名化验人员轮班参与共同完成，因人工操作与化验存在波动性大，存在误差大，无法进行实时监控等问题；
六、无法进行一机多用，同步实现多种膜元件阻垢剂的动态模拟实验与药剂兼容性模拟试验。
七、无法实现膜元件与使用水源适配性实验。
八、装置整体较大，通常都是固定在实验室中，难以移动，只能通过将原水运送至实验室的方式进行模拟实验，造成一定的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，以解决现有膜元件阻垢剂动态模拟实验装置无法实现全自动化运行的问题；该装置能够通过更精准的自动化控制动态模拟装置的各项数据，实现阻垢剂筛选的精准化与高效化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，具体包括：
设备系统，所述设备系统包括沿原水水流方向依次设置的原水箱、保安过滤器、高压泵和膜壳组件，且所述原水箱、所述保安过滤器、所述高压泵和所述膜壳组件依次连接形成闭环；所述原水箱内用于投放RO膜阻垢剂；所述膜壳组件内用于填充膜元件；
恒温系统，所述恒温系统包括恒温控制箱、能够给所述原水箱升温的加热装置以及能够给所述原水箱降温的冷却装置；所述加热装置与所述冷却装置均与所述恒温控制箱通讯连接，所述恒温控制箱用于控制所述原水箱内保持恒温；
水质检测系统，所述水质检测系统包括水质检测控制箱、原水水质检测取样装置和浓水水质检测取样装置，所述原水水质检测取样装置用于在所述原水箱的出水中取样，所述浓水水质检测取样装置用于在所述膜壳组件的出水中取样；所述原水水质检测取样装置和所述浓水水质检测取样装置均与所述水质检测控制箱通讯连接，所述水质检测控制箱用于对原水样本或浓水样本进行离子浓度检测；
PLC自动控制系统，所述恒温系统和所述水质检测系统均与所述PLC自动控制系统通讯连接；PLC自动控制系统能够实时监测设备运行过程中原水温度、进水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、进水流量、产水流量、进水pH值、浓水pH值、产水pH值、进水电导率、产水电导率、进水离子浓度和/或浓水离子浓度，以实现设备运行数据与所述PLC自动控制系统的实时数据联动，从而达到对反渗透系统实际运行工况的模拟。
可选的，所述原水箱还配置有原水箱排污阀和补水控制泵，所述原水箱排污阀优选为原水箱排污电磁阀，用于控制所述原水箱内污水的排放，开启所述补水控制泵能够向所述原水箱内补加原水；所述原水箱排污阀和所述补水控制泵均与所述PLC自动控制系统通讯连接。
可选的，所述膜壳组件包括一段膜壳和二段膜壳，所述一段膜壳设置有两个，且两个所述一段膜壳并联后与所述二段膜壳串联；所述原水箱内的原水依次经所述保安过滤器、所述高压泵输送至所述一段膜壳，并在所述一段膜壳内形成一段浓水，所述一段浓水输送至所述二段膜壳后，通过浓水管道回流至所述原水箱；所述一段膜壳和所述二段膜壳内的产水经产水管道回流至所述原水箱。
可选的，所述产水管道上连接有产水外排管，所述产水外排管上设置有产水定量外排流量传感器和产水外排流量电磁控制阀，所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量电磁控制阀均与所述PLC自动控制系统通讯连接，以在设备运行过程中定时定量将产水外排，使原水不断浓缩，提高动态模拟实验装置的表面回收率；
所述浓水管道上连接有浓水排放管，所述浓水排放管上设置有浓水排放阀，所述浓水排放阀与所述PLC自动控制系统通讯连接，以在设备正常运行前后冲洗阶段将设备内的浓水(冲洗废水)自动排出。
可选的，还包括冲洗/清洗系统，所述冲洗/清洗系统包括冲洗/清洗箱和冲洗/清洗泵，所述冲洗/清洗箱通过一段进水管道与所述一段膜壳连接，所述冲洗/清洗泵设置于所述一段进水管道上，所述冲洗/清洗箱内的冲洗水经所述一段进水管道依次输送至所述一段膜壳、所述二段膜壳进行冲洗；所述产水管道上连接有产水排放管，所述产水排放管上设置有产水排放阀，所述一段膜壳内的冲洗废水经所述产水排放管排至外界；所述二段膜壳内的冲洗废水经所述浓水排放管排至外界；所述冲洗/清洗泵和所述产水排放阀均与所述PLC自动控制系统通讯连接。
可选的，所述PLC自动控制系统包括PLC控制箱、原水温度传感器、原水泵、原水传感压力表、高压泵低压保护器、高压泵高压保护器、高压泵出水温度传感器、进水流量传感器、进水电导传感器、进水pH值传感器、段间传感压力表、浓水传感压力表、所述浓水排放阀、所述产水排放阀、浓水流量传感器、浓水pH值传感器、产水传感压力表、产水流量传感器、产水pH传感器、产水电导传感器、所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量控制电磁阀；且所述原水温度传感器、所述原水泵、所述原水传感压力表、所述高压泵低压保护器、所述高压泵高压保护器、所述高压泵出水温度传感器、所述进水流量传感器、所述进水电导传感器、所述进水pH值传感器、所述段间传感压力表、所述浓水传感压力表、所述浓水排放阀、所述产水排放阀、所述浓水流量传感器、所述浓水pH值传感器、所述产水传感压力表、所述产水流量传感器、所述产水pH传感器、所述产水电导传感器、所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量控制电磁阀均与所述PLC自动控制系统通讯连接。其中：
所述原水温度传感器设置于原水箱排水管道上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中原水温度；所述原水泵、所述原水传感压力表、所述高压泵低压保护器、所述高压泵高压保护器、所述高压泵出水温度传感器均设置于所述原水箱排水管道上，且所述高压泵低压保护器、所述高压泵高压保护器分别位于所述高压泵的两侧，所述高压泵出水温度传感器位于所述高压泵的出水侧，用于检测经过高压泵、且还未到达膜壳组件的原水的压力；所述原水箱排水管道连接所述原水箱与所述一段膜壳；
所述段间传感压力表设置于膜壳组件的所述一段膜壳与所述二段膜壳之间，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中所述一段膜壳与所述二段膜壳之间的段间压力；
所述浓水传感压力表设置于浓水管道上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中浓水压力；同时，所述浓水管道上还设置有所述浓水流量传感器、所述浓水pH值传感器，所述浓水pH值传感器能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中所述浓水管道内的浓水pH值；所述浓水排放阀设置于浓水排放管上；
所述产水传感压力表设置于产水管道上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中产水压力；同时所述产水流量传感器、所述产水pH传感器、所述产水电导传感器均设置于所述产水管道上，分别用于实时监测设备运行过程中产水流量、产水pH值、产水电导率；所述产水管道连接产水外排管，所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量控制电磁阀安装于所述产水外排管上，用于控制产水定时定量外排；所述产水排放阀设置于产水排放管上；
所述进水流量传感器、所述进水电导传感器、所述进水pH值传感器安装于所述一段进水管道上，主要用于冲洗阶段，当所述冲洗/清洗箱向所述一段膜壳进水时，所述进水流量传感器、所述进水电导传感器、所述进水pH值传感器分别用于在设备运行过程中实时监测进水流量、进水电导率和进水pH值；所述一段进水管道上还安装有进水物理流量表，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中所述一段进水管道内的进水压力。
可选的，所述水质检测控制箱内置检测模块，能够对所述原水箱排水管道内的原水样本、所述浓水管道内的浓水样本以及冲洗阶段一段进水管道内的进水水样进行离子浓度检测。
可选的，还包括电脑，所述电脑能够实时采集所述PLC自动控制系统的检测数据，并自动生成数据表格及动态统计图，比如动态曲线图谱。
可选的，所述膜元件为RO膜元件、NF膜元件或DTRO膜元件。
可选的，还包括原水管道、原水箱排水管道和系统污水排放管；所述原水箱通过所述原水管道与所述保安过滤器连接；所述原水箱上设置有所述原水箱排水管道，所述原水箱排污阀安装于所述原水箱排水管道上；所述产水外排管、所述浓水排放管和所述产水排放管均与所述系统污水排放管连接。
可选的，还包括移动系统，所述移动系统包括：
承压板，所述承压板用于装载所述恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，包括所述设备系统、所述恒温系统、所述水质检测系统及所述PLC自动控制系统；
万向轮，所述万向轮设置有多个，多个所述万向轮设置于所述承压板的底部，能够带动所述承压板移动；
推板，所述推板设置于所述承压板的一侧，用于推动所述承压板。。
可选的，本装置中还设置有一段进水阀、一段产水出水阀、二段进水阀、二段产水出水阀和浓水调节阀，一段进水阀设置于所述一段进水管道上，所述一段产水出水阀设置于所述一段膜壳与所述产水管道之间，所述二段进水阀设置于所述一段膜壳与所述二段膜壳之间，所述二段产水出水阀设置于所述二段膜壳与所述产水管道之间，所述浓水调节阀设置于所述浓水管道上；为节约成本，上述一段进水阀、一段产水出水阀、二段进水阀、二段产水出水阀和浓水调节阀均优选设定为手动阀门，并且在设备运行过程中这些阀门为常开状态。除上述一段进水阀、一段产水出水阀、二段进水阀、二段产水出水阀和浓水调节阀之外，本装置中使用的其他阀门均优选为电磁阀门，以便通过所述PLC自动控制系统进行自动控制，进而实现设备运行的高度自动化。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提出的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，通过PLC自动控制系统对设备进行进水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、进水流量、产水流量、进水电导、产水电导、进水pH值、浓水pH值、产水pH值等数据的自动采集并传输至电脑，自动生成各项动态曲线图谱，通过设备运行数据与PLC控制系统的实时数据联动，可实现膜元件阻垢剂自动诊断，提高了膜元件阻垢剂动态模拟试验准确性与及时性，有利于筛选出更加匹配的膜元件阻垢剂，填补了膜元件阻垢剂动态模拟自动化运行的行业空白，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置的结构示意图；
其中，附图标记为：恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置100、原水箱1、原水箱排污电磁阀2、原水温度传感器3、原水水质检测取样管4、原水泵进水电磁阀5、原水泵6、原水泵出水电磁阀7、原水传感压力表8、保安过滤器进口压力9、保安过滤器10、保安过滤器出口压力表11、高压泵进水电磁阀12、高压泵低压保护器13、高压泵14、高压泵高压保护器15、高压泵出水电磁阀16、高压泵出口传感压力表17、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水物理流量表20、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、一段进水阀23、加热装置24、一段膜壳25、一段浓水出水阀26、一段产水出水阀27、段间传感压力表28、二段进水阀29、二段膜壳30、浓水传感压力表31、二段产水出水阀32、浓水排放阀34、清洗产水回流管道33、产水排放阀35、产水爆破阀36、浓水调节阀37、浓水流量传感器38、浓水物理流量表39、浓水水质检测取样管40、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水物理流量表44、产水pH传感器45、产水电导传感器46、产水定量外排流量传感器47、产水外排流量电磁控制阀48、清洗浓水回流管道49、系统污水排放管50、恒温控制箱51、PLC控制箱52、水质检测控制箱53、水质检测数据输出线54、恒温系统PLC控制输出线55、恒温系统数据输出线56、万向轮57、电脑58、PLC数据输出线59、冷却装置60、推板61、电脑控制输出线62、原水管道63、一段进水管道64、产水管道65、浓水管道66、浓水排放管67、产水排放管68、产水外排管69、原水箱排水管道70、承压板71、补水控制泵72、补水进水管道73、补水出水管道74、冲洗/清洗箱75、冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵77、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、清洗保安过滤器79、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、冲洗/清洗保安过滤器出水手动阀81、冲洗/清洗水箱排污手动阀82、清洗产水回流电磁阀83、清洗浓水回流电磁阀84。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，以解决现有膜元件阻垢剂动态模拟实验装置无法实现全自动化运行的问题；该装置能够通过更精准的自动化控制动态模拟装置的各项数据，实现阻垢剂筛选的精准化与高效化。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置100，具体为一种多功能恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其主要包括设备系统、恒温系统、水质检测系统、PLC自动控制系统、冲洗/清洗系统和电脑58。其中：
设备系统包括沿原水水流方向依次设置的原水箱1、保安过滤器10、高压泵14和膜壳组件，原水箱1、保安过滤器10、高压泵14和膜壳组件依次连接形成闭环；原水箱1内用于投放RO膜阻垢剂；膜壳组件内用于填充膜元件；膜壳组件包括一段膜壳25和二段膜壳30，一段膜壳25设置有两个，且两个一段膜壳25并联后与一个二段膜壳30串联，一段膜壳25与二段膜壳30之间设置有一段浓水出水阀26；原水箱1内的原水依次经保安过滤器10、高压泵14输送至两个一段膜壳25，并在一段膜壳25内形成一段浓水，一段浓水继续输送至二段膜壳30后，通过浓水管道66回流至原水箱1；一段膜壳25和二段膜壳30内的产水经产水管道65回流至原水箱1；
恒温系统包括恒温控制箱51、能够给原水箱升温的加热装置24以及能够给原水箱降温的冷却装置60；加热装置24与冷却装置60均与恒温控制箱51通讯连接，以在设备运行过程中控制原水箱1内保持恒温；其中加热装置24与冷却装置60均采用现有技术，具体结构和工作原理在此不再赘述；
水质检测系统包括水质检测控制箱53、原水水质检测取样装置和浓水水质检测取样装置，原水水质检测取样装置用于在原水箱1的出水中取样，浓水水质检测取样装置用于在膜壳组件的出水中取样；原水水质检测取样装置和浓水水质检测取样装置均与水质检测控制箱53通讯连接，水质检测控制箱53用于对原水样本或浓水样本进行离子浓度检测；其中，原水水质检测取样装置和浓水水质检测取样装置分别为原水水质检测取样管4和浓水水质检测取样管40；
冲洗/清洗系统包括冲洗/清洗箱75和冲洗/清洗泵77，冲洗/清洗箱75通过一段进水管道64与一段膜壳25连接，冲洗/清洗泵77设置于一段进水管道64上，冲洗/清洗箱75内的冲洗水经一段进水管道64依次输送至一段膜壳25、二段膜壳30进行冲洗；产水管道65上连接有产水排放管68，产水排放管68上设置有产水排放阀35，一段膜壳25内的冲洗废水经产水排放管68排至外界；二段膜壳30内的冲洗废水经浓水排放管67排至外界；冲洗/清洗泵77和产水排放阀35均与PLC自动控制系统通讯连接。产水管道65和浓水管道66上分别连接有清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49，清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49均与冲洗/清洗箱75连接，形成冲洗/清洗废水的循环利用。由于冲洗/清洗废水实现了循环利用，为了提高进水质量，可以在一段进水管道64上设置清洗保安过滤器79，用于过滤进水，以提高进水质量；清洗保安过滤器79的出水口处还设置有冲洗/清洗保安过滤器出水手动阀81。
上述冲洗/清洗系统、恒温系统和水质检测系统均与PLC自动控制系统通讯连接；PLC自动控制系统能够实时监测设备运行过程中原水温度、进水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、进水流量、产水流量、进水pH值、浓水pH值、产水pH值、进水电导率、产水电导率、进水离子浓度和/或浓水离子浓度，以实现设备运行数据与PLC自动控制系统的实时数据联动，从而达到对膜元件筛选实际运行工况的模拟。
本实施例中，如图1所示，产水管道65上连接有产水外排管69，产水外排管69上设置有产水定量外排流量传感器47和产水外排流量电磁控制阀48，产水定量外排流量传感器47和产水外排流量电磁控制阀48均与PLC自动控制系统通讯连接，以在设备运行过程中定时定量将产水外排，使原水不断浓缩，可提高动态模拟实验装置的表面回收率。同时，浓水管道66上连接有浓水排放管67，浓水排放管67上设置有浓水排放阀34，浓水排放阀34与PLC自动控制系统通讯连接，以在设备正常运行后自动将浓水外排。此处的浓水排放管67与上述二段膜壳30用于排放冲洗废水的浓水排放管67为同一管道。
本实施例中，如图1所示，原水箱1还配置有原水箱排污电磁阀2和补水控制泵72，原水箱排污电磁阀2用于控制原水箱1内污水的排放，开启补水控制泵72能够向原水箱1内补加原水至预设水量；原水箱排污电磁阀2和补水控制泵72均与PLC自动控制系统通讯连接。
本实施例中，如图1所示，还包括电脑58，电脑58能够实时采集PLC自动控制系统的检测数据，并自动生成数据表格及动态曲线图谱。
本实施例中，膜元件可为RO膜元件、NF膜元件、DTRO膜元件或其他。
本实施例中，如图1所示，还包括原水管道63、原水箱排水管道70和系统污水排放管50；原水箱1通过原水管道63与保安过滤器10连接；原水箱1上设置有原水箱排水管道70，原水箱排污电磁阀2安装于原水箱排水管道70上；产水外排管69、浓水排放管67和产水排放管68均与系统污水排放管50连接，冲洗废水、浓水或产水先到达系统污水排放管50，再由系统污水排放管50排至外界。冲洗/清洗箱75通过冲洗/清洗水箱排污手动阀82与系统污水排放管50连接。
本实施例中，如图1所示，还包括移动系统，移动系统包括承压板71、万向轮57和推板61，承压板71用于装载恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置100，万向轮57设置有多个，多个万向轮57设置于承压板71的底部，能够带动承压板移动；推板61设置于承压板71的一侧，用于推动承压板71，进而实现整个设备的便捷移动特性，可根据用户需要运送至指定场地。
本实施例中，如图1所示，PLC自动控制系统内具体包括PLC控制箱52、原水温度传感器3、原水泵6、原水传感压力表8、高压泵低压保护13、高压泵14、高压泵高压保护器15、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水排放阀34、产水排放阀35、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46、产水定量外排流量传感器47、产水外排流量控制电磁阀48、水质检测数据输出线54、恒温系统数据输出线56、恒温系统PLC控制输出线55、PLC数据输出线59、电脑控制输出线62、电脑58和补水控制泵72。原水温度传感器3、原水泵6、原水传感压力表8、高压泵低压保护13、高压泵14、高压泵高压保护器15、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水排放阀34、产水排放阀35、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46、产水定量外排流量传感器47、产水外排流量控制电磁阀48、水质检测数据输出线54、恒温系统数据输出线56、恒温系统PLC控制输出线55、PLC数据输出线59、电脑控制输出线62、电脑58和补水控制泵72均与PLC控制箱52电性连接。
具体地，本实施例中如图1所示，原水温度传感器3设置于原水箱排水管道70上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中原水温度，即原水箱1排出的原水的温度；原水泵6、原水传感压力表8、高压泵低压保护器13、高压泵高压保护器15、高压泵出水温度传感器18均设置于原水箱排水管道70上，且高压泵低压保护器13、高压泵高压保护器15分别位于高压泵14的两侧，高压泵出水温度传感器18位于高压泵14的出水侧，用于检测经过高压泵14、且还未到达膜壳组件的原水的压力；
段间传感压力表28设置于膜壳组件的一段膜壳25与二段膜壳30之间，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中一段膜壳25与二段膜壳30之间的段间压力；
浓水传感压力表31设置于浓水管道66上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中浓水压力；同时，浓水管道66上还设置有浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41，浓水pH值传感器41能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中浓水管道66内的浓水pH值；浓水排放阀34设置于浓水排放管67上；
产水传感压力表42设置于产水管道65上，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中产水压力；同时产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46均设置于产水管道65上，分别用于实时监测设备运行过程中产水流量、产水pH值、产水电导率；产水管道65连接产水外排管69，产水定量外排流量传感器47和产水外排流量控制电磁阀48安装于产水外排管69上，用于控制产水定时定量外排；产水排放阀35设置于产水排放管68上；
进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22安装于一段进水管道64上，主要用于冲洗阶段，当冲洗/清洗箱75向一段膜壳25进水时，进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22分别用于在设备运行过程中实时监测进水流量、进水电导率和进水pH值；一段进水管道64上还安装有进水物理流量表20，能够在PLC自动控制系统的控制作用下实时监测设备运行过程中一段进水管道64内的进水压力。
本实施例中，水质检测控制箱53能够对原水箱排水管道70内的原水样本、浓水管道66内的浓水样本以及冲洗阶段一段进水管道64内的进水水样进行离子浓度检测，以实时测得原水离子浓度、浓水离子浓度以及进水离子浓度。
本实施例中，如图1所示，系统中还设置有一段进水阀23、一段产水出水阀27、二段进水阀29、二段产水出水阀32和浓水调节阀37，一段进水阀23设置于一段进水管道64上，一段产水出水阀27设置于一段膜壳25与产水管道65之间，二段进水阀29设置于一段膜壳25与二段膜壳30之间，二段产水出水阀32设置于二段膜壳30与产水管道65之间，浓水调节阀37设置于浓水管道66上；为节约成本，上述一段进水阀23、一段产水出水阀27、二段进水阀29、二段产水出水阀32和浓水调节阀37均优选设定为手动阀门，并且在设备运行过程中这些阀门为常开状态。除上述一段进水阀23、一段产水出水阀27、二段进水阀29、二段产水出水阀32和浓水调节阀37之外，本实施例中使用的其他阀门均优选为电磁阀门，以便通过PLC自动控制系统进行自动控制，进而实现设备运行的高度自动化。
本实施例通过检测设备运行过程中原水温度、设备上各压力、水流量、pH值、进水产水电导率、进水浓水离子等数据，并传输至PLC自动控制系统，通过预先设备好的程序数值，反馈于温度自控部分，以及原水输出部分传感器，通过联动调节电磁阀门，控制水流速度，控制温度调节系统进行模拟装置运行各项数据达到预设数值；通过定时定量地预设产水外排水量，达到原水不断浓缩，以提高动态模拟装置的表面回收率；通过自动检测部分对进水、浓水中离子浓度进行检测，并反馈至PLC自动控制系统中，由电脑自动储存成表格形式加以自动分析并自动绘制成曲线图谱输出；通过更精准的自动化控制动态模拟装置的各项数据实现阻垢剂筛选的精准化与高效化。
本实施例的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置100可运行四种模拟实验流程，具体如下：
(一)RO膜阻垢剂动态模拟流程：
以RO设备正常运行压力为参照设定预设值，一段膜壳25与二段膜壳30填充RO膜元件，根据设备运行系统分为三个阶段：
阶段1：开机冲洗阶段
连通电源，启动设备，设备通过预设程序启动开机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段。
阶段2：正常运行阶段
当开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段时，PLC控制箱52通过联动装置依次打开原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，开启补水控制泵72向原水箱1补加原水至预设水量，将预先配置好的RO膜阻垢剂根据预先设定投加浓度投加至原水箱1中，原水温度通过原水温度传感器3将温度反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51将当前温度反馈至PLC控制箱52，PLC控制箱52通过预设原水温度值作出温度调整反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51开启加热装置24或者冷却装置60调节原水温度值调制预设原水温度，比如将原水调节至30±1℃，当原水温度达到预设值时，启动原水泵6通过原水管道63输水至保安过滤器10、高压泵14，再经一段进水管道64输水至一段膜壳25，一段浓水输送至二段膜壳30，浓水经浓水管道66返回至原水箱1，一二段产水经产水管道65返回至原水箱1中，运行过程中根据动态模拟实验要求每两2小时外排5L产水，通过产水定量外排流量传感器47、产水外排流量电磁控制阀48自动定量控制外排水从而达到原水逐步浓缩状态。运行过程中PLC系统通过原水温度传感器3、原水传感压力表8、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46采集数据并实时反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58。水质检测控制箱53将原水水质检测取样管4与浓水水质检测取样管40输送水进行每1小时一次的频率的水质检测，检测结果通过水质检测数据输出线54反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58，经电脑58将数据整合成EXCEL数据表格形式，自动生成动态曲线图谱，电脑58根据预先设定的在CaCO3(碳酸钙)平均结垢速率Ri＞0前的表观，回收率≥75％、钙离子浓缩因子≥4.0，根据设定终点数值超出数值越高，阻垢剂对测试水质的适配性越好。
至此，正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52开启浓水排放阀34、产水排放电磁阀35、关闭高压泵14、原水泵6后，然后再依次关闭原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，最后关闭浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，转入停机冲洗阶段。
阶段3：停机清洗阶段
当正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入停机冲洗阶段时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，RO阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统。
阶段4：停机清洗阶段
当RO阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统，因动态模拟装置不宜过大，设备清洗装置采用半自动清洗装置，由人工进行调配清洗药剂，系统根据预设清洗时间数据进行自动启停运行。当设备转入半自动清洗系统时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、清洗产水回流电磁阀83、清洗浓水回流电磁阀84，清洗药液经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行清洗，清洗液分别通过清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49回流至冲洗/清洗箱75完成清洗回路，并根据预设清洗数据实现清洗循环、浸泡工作。
模拟实验清洗预设时间为：配置碱性清洗液pH至12.0，清洗液清洗时间为循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净；配置酸性清洗液pH至2.0，酸性清洗时每隔10-15分钟检测清洗液pH变化，当酸性清洗液pH上升0.5时补加酸性清洗液直至pH不再变化后，进行清洗液循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净。
清洗完成后使用清洁水将装置冲洗干净排至排污管道，至此，RO膜阻垢剂动态模拟实验完全结束。
(二)NF膜阻垢剂动态模拟流程：
以NF设备正常运行压力为参照设定预设值，一段膜壳25与二段膜壳30填充NF膜元件，根据设备运行系统分为三个阶段：
阶段1：开机冲洗阶段
连通电源，启动设备，设备通过预设程序启动开机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段。
阶段2：正常运行阶段
当开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段时，PLC控制箱52通过联动装置依次打开原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，开启补水控制泵72向原水箱1补加原水至预设水量，将预先配置好的NF阻垢剂根据预先设定投加浓度投加至原水箱1中，原水温度通过原水温度传感器3将温度反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51将当前温度反馈至PLC控制箱52，PLC控制箱52通过预设原水温度值作出温度调整反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51开启加热装置24或者冷却装置60调节原水温度值调制预设原水温度，比如将原水调节至30±1℃，当原水温度达到预设值时，启动原水泵6通过原水管道63输水至保安过滤器10、高压泵14，再经一段进水管道64输水至一段膜壳25，一段浓水输送至二段膜壳30，浓水经浓水管道66返回至原水箱1，一二段产水经产水管道65返回至原水箱1中，运行过程中根据动态模拟实验要求每两2小时外排5L产水，通过产水定量外排流量传感器47、产水外排流量电磁控制阀48自动定量控制外排水从而达到原水逐步浓缩状态；运行过程中PLC系统通过原水温度传感器3、原水传感压力表8、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46采集数据并实时反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58；水质检测控制箱53将原水水质检测取样管4与浓水水质检测取样管40输送水进行每1小时一次的频率的水质检测，检测结果通过水质检测数据输出线54反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58，经电脑58将数据整合成EXCEL数据表格形式，自动生成动态曲线图谱，电脑58根据预先设定的在CaCO3(碳酸钙)平均结垢速率Ri＞0前的表观，回收率≥75％、钙离子浓缩因子≥4.0，根据设定终点数值超出数值越高，阻垢剂对测试水质的适配性越好。
至此，正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52开启浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，关闭高压泵14、原水泵6后，然后再依次关闭原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，最后关闭浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，转入停机冲洗阶段。
阶段3：停机冲洗阶段
当正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入停机冲洗阶段时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，NF膜阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统。
阶段4：停机清洗阶段
当NF膜阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统，因动态模拟装置不宜过大，设备清洗装置采用半自动清洗装置，由人工进行调配清洗药剂，系统根据预设清洗时间数据进行自动启停运行。当设备转入半自动清洗系统时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、清洗产水回流电磁阀83、清洗浓水回流电磁阀84，清洗药液经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行清洗，清洗液分别通过清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49回流至冲洗/清洗箱75完成清洗回路，并根据预设清洗数据实现清洗循环、浸泡工作。
模拟实验清洗预设时间为：配置碱性清洗液pH至12.0，清洗液清洗时间为循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净；配置酸性清洗液pH至2.0，酸性清洗时每隔10-15分钟检测清洗液pH变化，当酸性清洗液pH上升0.5时补加酸性清洗液直至pH不再变化后，进行清洗液循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净。
清洗完成后使用清洁水将装置冲洗干净排至排污管道，至此，NF膜阻垢剂动态模拟实验完全结束。
(三)DTRO膜阻垢剂动态模拟流程：
以DTRO设备正常运行压力为参照设定预设值，一段膜壳25与二段膜壳30填充DTRO膜元件，根据设备运行系统分为三个阶段：
阶段1：开机冲洗阶段
连通电源，启动设备，设备通过预设程序启动开机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段。
阶段2：正常运行阶段
当开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段时，PLC控制箱52通过联动装置依次打开原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，开启补水控制泵72向原水箱1补加原水至预设水量，将预先配置好的DTRO膜阻垢剂根据预先设定投加浓度投加至原水箱1中，原水温度通过原水温度传感器3将温度反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51将当前温度反馈至PLC控制箱52，PLC控制箱52通过预设原水温度值作出温度调整反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51开启加热装置24或者冷却装置60调节原水温度值调制预设原水温度，比如将原水调节至30±1℃，当原水温度达到预设值时，启动原水泵6通过原水管道63输水至保安过滤器10、高压泵14，再经一段进水管道64输水至一段膜壳25，一段浓水输送至二段膜壳30，浓水经浓水管道66返回至原水箱1，一二段产水经产水管道65返回至原水箱1中，运行过程中根据动态模拟实验要求每两2小时外排5L产水，通过产水定量外排流量传感器47、产水外排流量电磁控制阀48自动定量控制外排水从而达到原水逐步浓缩状态；运行过程中PLC系统通过原水温度传感器3、原水传感压力表8、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46采集数据并实时反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58；水质检测控制箱53将原水水质检测取样管4与浓水水质检测取样管40输送水进行每1小时一次的频率的水质检测，检测结果通过水质检测数据输出线54反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58，经电脑58将数据整合成EXCEL数据表格形式，自动生成动态曲线图谱，电脑58根据预先设定的在CaCO3(碳酸钙)平均结垢速率Ri＞0前的表观，回收率≥75％、钙离子浓缩因子≥4.0，根据设定终点数值超出数值越高，阻垢剂对测试水质的适配性越好。
至此，正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52开启浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，关闭高压泵14、原水泵6后，然后再依次关闭原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，最后关闭浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，最后转入停机冲洗阶段。
阶段3：停机冲洗阶段
当正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入停机冲洗阶段时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，DTRO膜阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统。
阶段4：停机清洗阶段
当DTRO膜阻垢剂动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统，因动态模拟装置不宜过大，设备清洗装置采用半自动清洗装置，由人工进行调配清洗药剂，系统根据预设清洗时间数据进行自动启停运行。当设备转入半自动清洗系统时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、清洗产水回流电磁阀83、清洗浓水回流电磁阀84，清洗药液经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行清洗，清洗液分别通过清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49回流至冲洗/清洗箱75完成清洗回路，并根据预设清洗数据实现清洗循环、浸泡工作。
模拟实验清洗预设时间为：配置碱性清洗液pH至12.0，清洗液清洗时间为循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净；配置酸性清洗液pH至2.0，酸性清洗时每隔10-15分钟检测清洗液pH变化，当酸性清洗液pH上升0.5时补加酸性清洗液直至pH不再变化后，进行清洗液循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净。
清洗完成后使用清洁水将装置冲洗干净排至排污管道，至此，DTRO膜阻垢剂动态模拟实验完全结束。
(四)药剂兼容性动态模拟流程：
以药剂使用设备正常运行压力为参照选择上述RO设备、NF设备、DTRO设备动态模拟预设值，一段膜壳25与二段膜壳30填充膜元件，根据设备运行系统分为三个阶段：
阶段1：开机冲洗阶段
连通电源，启动设备，设备通过预设程序启动开机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段。
阶段2：正常运行阶段
当开机冲洗阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入正常运行阶段时，PLC控制箱52通过联动装置依次打开原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，开启补水控制泵72向原水箱1补加原水至预设水量，将预先配置好的RO膜阻垢剂根据预先设定投加浓度投加至原水箱1中，原水温度通过原水温度传感器3将温度反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51将当前温度反馈至PLC控制箱52，PLC控制箱52通过预设原水温度值作出温度调整反馈至恒温控制箱51，恒温控制箱51开启加热装置24或者冷却装置60调节原水温度值调制预设原水温度，比如将原水调节至30±1℃，当原水温度达到预设值时，启动原水泵6通过原水管道63输水至保安过滤器10、高压泵14，再经一段进水管道64输水至一段膜壳25，一段浓水输送至二段膜壳30，浓水经浓水管道66返回至原水箱1，一二段产水经产水管道65返回至原水箱1中，运行过程中根据动态模拟实验要求每两2小时外排5L产水，通过产水定量外排流量传感器47、产水外排流量电磁控制阀48自动定量控制外排水从而达到原水逐步浓缩状态；运行过程中PLC系统通过原水温度传感器3、原水传感压力表8、高压泵出水温度传感器18、进水流量传感器19、进水电导传感器21、进水pH值传感器22、段间传感压力表28、浓水传感压力表31、浓水流量传感器38、浓水pH值传感器41、产水传感压力表42、产水流量传感器43、产水pH传感器45、产水电导传感器46采集数据进行实时反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58；水质检测控制箱53将原水水质检测取样管4与浓水水质检测取样管40输送水进行每1小时一次的频率的水质检测，检测结果通过水质检测数据输出线54反馈至PLC控制箱52，经PLC数据输出线59传输至电脑58，经电脑58将数据整合成EXCEL数据表格形式，自动生成动态曲线图谱，电脑58根据预先设定数据，即在运行结束时膜元件整体压差维持不变是判段药剂兼容性为优，膜元件整体压差增大0-0.5Mpa时判段药剂兼容性为良，膜元件整体压差增大0.5Mpa以上时判断药剂兼容性为差即药剂兼容性不合格。
至此，正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52开启浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，关闭高压泵14、原水泵6后，然后再依次关闭原水泵进水电磁阀5、原水泵出水电磁阀7、高压泵进水电磁阀12、高压泵出水电磁阀16，最后关闭浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，转入停机冲洗阶段。
阶段3：停机冲洗阶段
当正常运行阶段结束，设备通过PLC控制箱52转入停机冲洗阶段时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、浓水排放阀34、产水排放电磁阀35，开启冲洗/清洗泵77，冲洗水经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行冲洗，冲洗后废水经浓水排放阀34、产水排放电磁阀35排放至污水管道50排至外界，到达预设冲洗时间15分钟后关闭冲洗/清洗泵77，再依次关闭冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80，至此，药剂兼容性动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统。
阶段4：停机清洗阶段
当药剂兼容性动态模拟实验结束，设备转入半自动清洗系统，因动态模拟装置不宜过大，设备清洗装置采用半自动清洗装置，由人工进行调配清洗药剂，系统根据预设清洗时间数据进行自动启停运行。当设备转入半自动清洗系统时，设备通过预设程序启动停机冲洗阶段，通过PLC控制箱52联动打开冲洗/清洗泵进水电磁阀76、冲洗/清洗泵出水电磁阀78、冲洗/清洗保安出水电磁阀80、清洗产水回流电磁阀83、清洗浓水回流电磁阀84，清洗药液经一段进水管道64输送至一二段膜壳进行清洗，清洗液分别通过清洗产水回流管道33、清洗浓水回流管道49回流至冲洗/清洗箱75完成清洗回路，并根据预设清洗数据实现清洗循环、浸泡工作。
模拟实验清洗预设时间为：配置碱性清洗液pH至12.0，清洗液清洗时间为循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净；配置酸性清洗液pH至2.0，酸性清洗时每隔10-15分钟检测清洗液pH变化，当酸性清洗液pH上升0.5时补加酸性清洗液直至pH不再变化后，进行清洗液循环1小时、浸泡1小时、再循环1小时，然后用清水冲洗干净。
清洗完成后使用清洁水将装置冲洗干净排至排污管道，至此，药剂兼容性动态模拟实验完全结束。
由此可见，本实施例提出的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置100，能够有效解决目前行业内膜元件阻垢剂动态模拟装置所存在的温控不准确、外排水量不易掌控、设备操控复杂、水质化验波动大、搬运困难、人力资源消耗大等问题，同时克服了装置运输困难、人力资源消耗大、运行成本高的问题，填补了膜元件阻垢剂动态模拟自动化运行的行业空白。本实施例具有如下有益效果：
1、通过PLC自动控制系统对设备进行进水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、进水流量、产水流量、进水电导、产水电导、进水pH值、浓水pH值、产水pH值等自动采集并传输至电脑自动生成各项动态曲线图谱，并通过设备运行数据与PLC控制系统的实时数据联动，可实现膜元件阻垢剂自动诊断，提高了膜元件阻垢剂动态模拟试验准确性与及时性，有利于筛选出更加匹配的膜元件阻垢剂；
2、可根据不同水质不同膜元件进行阻垢剂筛选，可根据现场实际使用药剂进行药剂兼容性模拟试验，实现一机多用；
3、通过自动温控系统调整动态模拟装置原水水温至恒定值，达到恒温运行的目的，并通过PLC数据采集传输至电脑自动生成动态曲线图谱；自动水质检测系统通过自动检测动态模拟装置原水与浓水钙离子、氯离子，并通过PLC数据采集传输自电脑自动生成数据表格及动态曲线图谱；
4、相比常规动态模拟装置，本实施例可节省至少一半人力资源，大大节约了人力消耗；
5、相比常规动态模拟装置，本实施例通过PLC自动控制系统，可定时定量地进行产水外排，大大提升了外排产水量的准确性与及时性，提升了实验的准确性；
6、相比常规动态模拟装置，本实施例采用自动化验系统化验水质指标，自动传输、储存实验数据并自动生成动态曲线图普，大大简化了膜元件阻垢剂动态模拟实验操作程序，使得模拟实验结果更加及时化、准确化、清晰化；
7、本实施例具体为一种可用于测试膜元件阻垢剂阻垢性能和药剂兼容性的膜元件阻垢剂动态模拟实验平台，通过预设PLC控制数据可实现一机多用；
8、相比常规动态模拟装置，本实施例可通过模拟实际运行状况实现膜元件以及膜元件阻垢剂的筛选工作；
9、相比常规动态模拟装置，本实施例通过底部安装转向轮，可实现一人即可转移安装工作，大大节约人力资源。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，包括：
设备系统，所述设备系统包括沿原水水流方向依次设置的原水箱、保安过滤器、高压泵和膜壳组件，且所述原水箱、所述保安过滤器、所述高压泵和所述膜壳组件依次连接形成闭环；所述原水箱内用于投放膜元件阻垢剂；所述膜壳组件内用于填充膜元件；
恒温系统，所述恒温系统包括恒温控制箱、能够给所述原水箱升温的加热装置以及能够给所述原水箱降温的冷却装置；所述加热装置与所述冷却装置均与所述恒温控制箱通讯连接，所述恒温控制箱用于控制所述原水箱内保持恒温；
水质检测系统，所述水质检测系统包括水质检测控制箱、原水水质检测取样装置和浓水水质检测取样装置，所述原水水质检测取样装置用于在所述原水箱的出水中取样，所述浓水水质检测取样装置用于在所述膜壳组件的出水中取样；所述原水水质检测取样装置和所述浓水水质检测取样装置均与所述水质检测控制箱通讯连接，所述水质检测控制箱用于对原水样本或浓水样本进行离子浓度检测；
PLC自动控制系统，所述恒温系统和所述水质检测系统均与所述PLC自动控制系统通讯连接；PLC自动控制系统能够实时监测设备运行过程中原水压力、段间压力、浓水压力、产水压力、产水流量、浓水pH值、产水pH值、产水电导率及浓水离子浓度，以实现设备运行数据与所述PLC自动控制系统的实时数据联动，从而达到对反渗透系统实际运行工况的模拟。
2.根据权利要求1所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，所述原水箱还配置有原水箱排污阀和补水控制泵，所述原水箱排污阀用于控制所述原水箱内污水的排放，开启所述补水控制泵能够向所述原水箱内补加原水；所述原水箱排污阀和所述补水控制泵均与所述PLC自动控制系统通讯连接。
3.根据权利要求1所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，所述膜壳组件包括一段膜壳和二段膜壳，所述一段膜壳设置有两个，且两个所述一段膜壳并联后与所述二段膜壳串联；所述原水箱内的原水依次经所述保安过滤器、所述高压泵输送至所述一段膜壳，并在所述一段膜壳内形成一段浓水，所述一段浓水输送至所述二段膜壳后，通过浓水管道回流至所述原水箱；所述一段膜壳和所述二段膜壳内的产水经产水管道回流至所述原水箱。
4.根据权利要求3所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，所述产水管道上连接有产水外排管，所述产水外排管上设置有产水定量外排流量传感器和产水外排流量电磁控制阀，所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量电磁控制阀均与所述PLC自动控制系统通讯连接，以在设备运行过程中定时定量将产水外排；所述浓水管道上连接有浓水排放管，所述浓水排放管上设置有浓水排放阀，所述浓水排放阀与所述PLC自动控制系统通讯连接。
5.根据权利要求4所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，还包括冲洗/清洗系统，所述冲洗/清洗系统包括冲洗/清洗箱和冲洗/清洗泵，所述冲洗/清洗箱通过一段进水管道与所述一段膜壳连接，所述冲洗/清洗泵设置于所述一段进水管道上，所述冲洗/清洗箱内的冲洗水经所述一段进水管道依次输送至所述一段膜壳、所述二段膜壳进行冲洗；所述产水管道上连接有产水排放管，所述产水排放管上设置有产水排放阀，所述一段膜壳内的冲洗废水经所述产水排放管排至外界；所述二段膜壳内的冲洗废水经所述浓水排放管排至外界；所述冲洗/清洗泵和所述产水排放阀均与所述PLC自动控制系统通讯连接。
6.根据权利要求5所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，所述PLC自动控制系统包括PLC控制箱，以及与所述PLC控制箱通讯连接的原水温度传感器、原水泵、原水传感压力表、高压泵低压保护器、高压泵高压保护器、高压泵出水温度传感器、进水流量传感器、进水电导传感器、进水pH值传感器、段间传感压力表、浓水传感压力表、所述浓水排放阀、所述产水排放阀、浓水流量传感器、浓水pH值传感器、产水传感压力表、产水流量传感器、产水pH传感器、产水电导传感器、所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量控制电磁阀；其中：
所述原水温度传感器设置于原水箱排水管道上，所述原水箱排水管道连接所述原水箱与所述一段膜壳，所述原水温度传感器用于实时监测设备运行过程中所述原水箱排水管道内的原水温度；所述原水泵、所述原水传感压力表、所述高压泵低压保护器、所述高压泵高压保护器、所述高压泵出水温度传感器均设置于所述原水箱排水管道上，且所述高压泵低压保护器、所述高压泵高压保护器分别位于所述高压泵的两侧，所述高压泵出水温度传感器位于所述高压泵的出水侧，所述高压泵出水温度传感器用于检测经过所述高压泵、且还未到达所述膜壳组件的所述原水压力；所述原水传感压力表用于实时监测所述原水箱排水管道内的所述原水压力；
所述段间传感压力表设置于所述一段膜壳与所述二段膜壳之间的管路上，用于实时监测设备运行过程中所述一段膜壳与所述二段膜壳之间的所述段间压力；
所述浓水传感压力表设置于所述浓水管道上，用于实时监测所述浓水管道内的所述浓水压力；所述浓水管道上还设置有所述浓水流量传感器、所述浓水pH值传感器，所述浓水pH值传感器用于实时监测所述浓水管道内的所述浓水pH值；
所述产水传感压力表设置于所述产水管道上，用于实时监测所述产水管道内的所述产水压力；所述产水流量传感器、所述产水pH传感器、所述产水电导传感器均设置于所述产水管道上，分别用于实时监测所述产水管道内的所述产水流量、所述产水pH值、所述产水电导率；所述产水定量外排流量传感器和所述产水外排流量控制电磁阀安装于所述产水外排管上，用于控制产水定时定量外排；
所述进水流量传感器、所述进水电导传感器、所述进水pH值传感器安装于所述一段进水管道上，分别用于实时监测所述一段进水管道内的进水流量、进水电导率和进水pH值；所述一段进水管道上还安装有进水物理流量表，用于实时监测所述一段进水管道内的进水压力。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，还包括电脑，所述电脑能够实时采集所述PLC自动控制系统的检测数据，并自动生成数据表格及动态统计图。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，所述膜元件为RO膜元件、NF膜元件或DTRO膜元件。
9.根据权利要求5所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，还包括系统污水排放管；所述产水外排管、所述浓水排放管和所述产水排放管均与所述系统污水排放管连接。
10.根据权利要求1所述的恒温智能膜元件阻垢剂动态模拟实验装置，其特征在于，还包括移动系统，所述移动系统包括：
承压板，所述承压板用于装载所述设备系统、所述恒温系统、所述水质检测系统及所述PLC自动控制系统；
万向轮，所述万向轮设置有多个，多个所述万向轮设置于所述承压板的底部，以能够带动所述承压板移动；
推板，所述推板设置于所述承压板的一侧，用于推动所述承压板。
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